Dielektrischer Verlustfaktor - Versionsgeschichte

Oluschinski am 12. Januar 2026 um 07:32 Uhr

2026-01-12T07:32:43Z

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	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Dielektrischer Verlust</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Dielektrischer Verlust</span>

Loeffler-Kamann am 7. Oktober 2024 um 11:41 Uhr

2024-10-07T11:41:40Z

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	Mit Hilfe der Gleichung (3) ist der Verlustfaktor tan δ einfach bestimmbar, wenn der ohmsche Widerstand gemessen werden kann. Dieser beschreibt jenen Energieverlust des Dielektrikums, der bei Anlegen einer Wechselspannung bei der Umkehrung der Polarisation entsteht. Damit ist der dielektrische Verlust in Form des Verlustfaktors eine Messgröße, die Eigenschaftsänderungen mit hoher Empfindlichkeit darstellen kann.		Mit Hilfe der Gleichung (3) ist der Verlustfaktor tan δ einfach bestimmbar, wenn der ohmsche Widerstand gemessen werden kann. Dieser beschreibt jenen Energieverlust des Dielektrikums, der bei Anlegen einer Wechselspannung bei der Umkehrung der Polarisation entsteht. Damit ist der dielektrische Verlust in Form des Verlustfaktors eine Messgröße, die Eigenschaftsänderungen mit hoher Empfindlichkeit darstellen kann.


			==Siehe auch==
			*[[Dielektrische Eigenschaften]]
			*[[Durchgangswiderstand]]


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	\|Busse, G.: Dielektrische Spektroskopie. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (~~2015~~)~~, 3~~. Auflage, S. ~~484–485~~ (ISBN 978-3-446-~~44350~~-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Busse, G.: Dielektrische Spektroskopie. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2024) 4. Auflage, S. 467–469 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
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	\|[2]		\|[2]
	\|Schönhals, A.: Elektrische und dielektrische Eigenschaften. In: [https://www.researchgate.net/profile/Wolfgang-Grellmann Grellmann, W.], Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (~~2015~~)~~, 3~~. Auflage, S. ~~357–398~~ (ISBN 978-3-446-~~44350~~-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Schönhals, A.: Elektrische und dielektrische Eigenschaften. In: [https://www.researchgate.net/profile/Wolfgang-Grellmann Grellmann, W.], Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2024) 4. Auflage, S. 343–384 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
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	\|[3]		\|[3]

Loeffler-Kamann am 4. Juli 2024 um 09:28 Uhr

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	\|[4]		\|[4]
	\|DIN IEC 60093 (1993-12): Prüfverfahren für Elektroisolierstoffe – Spezifischer Durchgangswiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand von festen, elektrisch isolierenden Werkstoffen. VDE 0303-30:1993-12 (zurückgezogen; ersetzt durch DIN EN 62631-3-1 (~~2017~~-01); DIN EN 62631-3-2 (~~2016~~-10))		\|DIN IEC 60093 (1993-12): Prüfverfahren für Elektroisolierstoffe – Spezifischer Durchgangswiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand von festen, elektrisch isolierenden Werkstoffen. VDE 0303-30:1993-12 (zurückgezogen; ersetzt durch DIN EN 62631-3-1 (2023-10); DIN EN 62631-3-2 (2023-01))
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[5]		\|[5]
	\|DIN EN 62631-3-1 (~~2017~~-01): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Isolierstoffe – Teil 3-1: Bestimmung resistiver Eigenschaften (Gleichspannungsverfahren) – Durchgangswiderstand und spezifischer Durchgangswiderstand – Basisverfahren		\|DIN EN IEC 62631-3-1 (2023-10): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Isolierstoffe – Teil 3-1: Bestimmung resistiver Eigenschaften (Gleichspannungsverfahren) – Durchgangswiderstand und spezifischer Durchgangswiderstand – Basisverfahren
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	\|[6]		\|[6]
	\|DIN EN 62631-3-2 (~~2016~~-10): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Isolierstoffe – Teil 3-2: Bestimmung resistiver Eigenschaften (Gleichspannungsverfahren) – Oberflächenwiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand		\|DIN EN IEC 62631-3-2 (2023-01): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Isolierstoffe – Teil 3-2: Bestimmung resistiver Eigenschaften (Gleichspannungsverfahren) – Oberflächenwiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand
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	\|[7]		\|[7]

Oluschinski am 23. März 2023 um 10:38 Uhr

2023-03-23T10:38:16Z

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	\|[2]		\|[2]
	\|Schönhals, A.: Elektrische und dielektrische Eigenschaften. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015), 3. Auflage, S. 357–398 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Schönhals, A.: Elektrische und dielektrische Eigenschaften. In: [https://www.researchgate.net/profile/Wolfgang-Grellmann Grellmann, W.], Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015), 3. Auflage, S. 357–398 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
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	\|[3]		\|[3]

Oluschinski am 28. November 2022 um 07:37 Uhr

2022-11-28T07:37:32Z

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	==Ermittlung des Kennwertes für den dielektrischen Verlust==		==Ermittlung des Kennwertes für den dielektrischen Verlust==

	Anhand des Ersatzschaltbildes aus '''Bild 2''' ergibt sich das Strom-Zeiger-Diagramm nach '''~~Bild 3~~'''. Entsprechend Gl. (2) kann dann der Phasenwinkel φ angeben werden.		Anhand des Ersatzschaltbildes aus '''Bild 2''' ergibt sich das Strom-Zeiger-Diagramm nach '''Bild 3'''. Entsprechend Gl. (2) kann dann der Phasenwinkel φ angeben werden.

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	\|DIN EN IEC 62631-2-1 (2018-12): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Elektroisolierstoffe – Teil 2-1: Relative Permittivität und ~~der~~ Verlustfaktor – Technische Frequenzen (0,~~1 Hz~~ – ~~10 MHz), AC-Methoden~~		\|DIN EN IEC 62631-2-1 (2018-12): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Elektroisolierstoffe – Teil 2-1: Relative Permittivität und Verlustfaktor – Technische Frequenzen (0,1 Hz – 10 MHz) – Wechselspannungsverfahren
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	\|[7]		\|[7]
	\|Lindner, H., Siebke, W., Simon, G., Wuttke, W.: Physik für Ingenieure. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag (2006), 17. Auflage, (ISBN 978-3-446-40609-4)		\|Lindner, H., Siebke, W., Simon, G., Wuttke, W.: Physik für Ingenieure. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag (2006), 17. Auflage, (ISBN 978-3-446-40609-4) (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter I 56)
	\|}		\|}

	[[Kategorie:Elektrische und dielektrische Prüfung]]		[[Kategorie:Elektrische und dielektrische Prüfung]]

Posch am 12. Januar 2021 um 12:36 Uhr

2021-01-12T12:36:34Z

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	==Ermittlung des Kennwertes für den dielektrischen Verlust==		==Ermittlung des Kennwertes für den dielektrischen Verlust==

	Anhand des Ersatzschaltbildes aus '''Bild 2''' ergibt sich das Strom-Zeiger-Diagramm nach '''~~Bild 3~~'''. Entsprechend Gl. (2) kann dann der Phasenwinkel φ angeben werden.		Anhand des Ersatzschaltbildes aus '''Bild 2''' ergibt sich das Strom-Zeiger-Diagramm nach '''Bild 3'''. Entsprechend Gl. (2) kann dann der Phasenwinkel φ angeben werden.

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	\|DIN 62631-2-1 (~~2015~~-10): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Elektroisolierstoffe – Teil 2-1: ~~Dielektrizitätszahl~~ und der Verlustfaktor – Technische Frequenzen (0,~~1 Hz – 10 MHz~~), AC-Methoden ~~(Normentwurf)~~		\|DIN EN IEC 62631-2-1 (2018-12): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Elektroisolierstoffe – Teil 2-1: Relative Permittivität und der Verlustfaktor – Technische Frequenzen (0,1 Hz – 10 MHz), AC-Methoden
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Oluschinski am 12. August 2019 um 08:46 Uhr

2019-08-12T08:46:22Z

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	\|Busse, G.: Dielektrische Spektroskopie. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015), 3. Auflage, S. 484–485 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Busse, G.: Dielektrische Spektroskopie. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015), 3. Auflage, S. 484–485 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
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{{PSM_Infobox}}
Dielektrischer Verlust
__FORCETOC__
==Grundlagen==

Durch ein elektrisches Feld wirken in einem Kunststoff (Dielektrikum) Kräfte, welche die molekulare Elektrostatik beeinflussen und die zu einer Ladungsverschiebung zwischen angrenzenden Potentialflächen führen. Damit ist eine Polarisation des Dielektrikums verbunden, die eine wesentliche Eigenschaft des [[Kunststoffe]]s darstellt. Im Folgenden wird auf die prinzipielle Messanordnung der dielektrischen Spektroskopie [1, 2] und die Bestimmung des dielektrischen Verlustfaktors eingegangen.

==Messaufbau==

Als Messeinrichtung wird ein Plattenkondensator mit konzentrischer Elektrodenanordnung und variabler Spaltdicke verwendet. Sein prinzipieller Aufbau ist in der DIN 62631 [3] ('''Bild 1''') dargestellt. Die ringförmige Schutzelektrode gewährleistet dabei ein homogenes elektrisches Feld im Bereich der Messelektrode [3–6].

[[Datei:Dielektrischer_Verlust-1.jpg|450px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px"|Schematischer Aufbau des Messkondensators nach [3]
|}

Beim Anlegen eines Wechselfeldes entsteht aufgrund der Phasenverschiebung zwischen dem ohmschen Widerstand und dem kapazitiven Widerstand ein Verlust an elektrischer Energie, der in Wärme umgesetzt wird. In einem idealen Kondensator wird dabei nur Blindleistung umgesetzt. Das ist die Leistung, die nicht nach außen in Erscheinung tritt, wodurch dem Stromkreis keine Energie entzogen wird. Reale Kondensatoren besitzen aufgrund des vorhandenen Dielektrikums auch eine Wirkleistung. Deshalb muss in der Berechnung des Verlustfaktors ein ohmscher Widerstand berücksichtigt werden.

[[Datei:Dielektrischer_Verlust-2.jpg|350px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px"|Ersatzschaltbild eines realen Kondensators
|}

Das '''Bild 2''' zeigt das Ersatzschaltbild als Parallelschaltung von Kondensator und ohmschen Widerstand. Mit Hilfe des KIRCHHOFF‘schen Knotensatzes und der Strom-Spannungsrelation wird der komplexe Widerstand dieser Schaltung nach Gl. (1) bestimmt.

{|
|- valign="top"
|width="550px"|<math>\frac{1}{Z}=\sqrt{\frac{1}{R^{2}}+(\omega \cdot C)^{2}}</math>
|width="50px"|(1)
|}

==Ermittlung des Kennwertes für den dielektrischen Verlust==

Anhand des Ersatzschaltbildes aus '''Bild 2''' ergibt sich das Strom-Zeiger-Diagramm nach '''Bild 3'''. Entsprechend Gl. (2) kann dann der Phasenwinkel φ angeben werden.

{|
|- valign="top"
|width="550px"|<math>\tan \varphi = \frac{Im(I)}{Re(I)}=\omega \cdot R \cdot C</math>
|width="50px"|(2)
|}

Wegen der in der Praxis geringen Abweichung des Stromvektors I von der imaginären Achse (IC) wird als Verlustfaktor oder -winkel der Winkel δ zwischen dieser Achse und der resultierenden entsprechend Gl. (3) verwendet [5].

{|
|- valign="top"
|width="550px"|<math>\tan \delta = \frac{1}{\omega \cdot R \cdot C}</math>
|width="50px"|(3)
|}

[[Datei:Dielektrischer_Verlust-3.jpg|350px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 3''':
|width="600px"|Strom-Zeiger-Diagramm für das Ersatzschaltbild des realen Kondensators
|}

Mit Hilfe der Gleichung (3) ist der Verlustfaktor tan δ einfach bestimmbar, wenn der ohmsche Widerstand gemessen werden kann. Dieser beschreibt jenen Energieverlust des Dielektrikums, der bei Anlegen einer Wechselspannung bei der Umkehrung der Polarisation entsteht. Damit ist der dielektrische Verlust in Form des Verlustfaktors eine Messgröße, die Eigenschaftsänderungen mit hoher Empfindlichkeit darstellen kann.

'''Literaturhinweise'''

{|
|-valign="top"
|[1]
|Busse, G.: Dielektrische Spektroskopie. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015), 3. Auflage, S. 484–485 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
|-valign="top"
|[2]
|Schönhals, A.: Elektrische und dielektrische Eigenschaften. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015), 3. Auflage, S. 357–398 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
|-valign="top"
|[3]
|DIN 62631-2-1 (2015-10): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Elektroisolierstoffe – Teil 2-1: Dielektrizitätszahl und der Verlustfaktor – Technische Frequenzen (0,1 Hz – 10 MHz), AC-Methoden (Normentwurf)
|-valign="top"
|[4]
|DIN IEC 60093 (1993-12): Prüfverfahren für Elektroisolierstoffe – Spezifischer Durchgangswiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand von festen, elektrisch isolierenden Werkstoffen. VDE 0303-30:1993-12 (zurückgezogen; ersetzt durch DIN EN 62631-3-1 (2017-01); DIN EN 62631-3-2 (2016-10))
|-valign="top"
|[5]
|DIN EN 62631-3-1 (2017-01): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Isolierstoffe – Teil 3-1: Bestimmung resistiver Eigenschaften (Gleichspannungsverfahren) – Durchgangswiderstand und spezifischer Durchgangswiderstand – Basisverfahren
|-valign="top"
|[6]
|DIN EN 62631-3-2 (2016-10): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Isolierstoffe – Teil 3-2: Bestimmung resistiver Eigenschaften (Gleichspannungsverfahren) – Oberflächenwiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand
|-valign="top"
|[7]
|Lindner, H., Siebke, W., Simon, G., Wuttke, W.: Physik für Ingenieure. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag (2006), 17. Auflage, (ISBN 978-3-446-40609-4)
|}

[[Kategorie:Elektrische und dielektrische Prüfung]]